全固态电视发射机性能的分析

董方明

河南省鹤壁市第一电视转播台，河南 鹤壁 458000

科学技术的进步催生了全固态电视发射机，逐步取代电子管及速调管发射机，成为电视行业发展的主流。全固态电视发射机的问世不仅仅是器件上的更新换代，它还引发了电视发射机设计、制造理念上的巨大变化，同时促使了电视发射机运行与维护技术方面的重大变革。本文首先以GME1114型全固态电视发射机为例，介绍了其基本组成和工作原理，而后对全固态电视发射机的技术性能进行了深入剖析，并对影响其运行的因素进行了探讨。

1 系统组成和基本原理

以GME1114型全固态电视发射机为例，该机主要由6部分组成，即：激励器、功率放大器、无源部件（包括分配器、合成器、带通滤波器等）、供电控制部分、风冷系统和计算机监控系统。其中，激励器是发射机的核心，它控制着整个发射机的运行。激励器是由视／音中频调制器、DP/DG校正、群时延校正、互调校正、上变频器、激励功放、开关电源部分和控制主控单元组成。激励器的主要作用是将信源部分送来的视／音频信号调制到指定的频道载波上，并放大到一定电平去推动功率放大器。该机采用了32个450W功放模块进行功率合成，输出功率大于l0kW。每个功率放大器由4只大功率场效应管组成末级。每个BLF861A管和与之相连的输人输出匹配电路构成一个单管放大器；两个BLF861A单管放大器和90正交电桥构成一组平衡放大器；两组这样的平衡放大器再用同相的二合成器进行功率合成，得到大于450W功率输出的功放模块。功放模块为宽带功放，线性好、一致性强、可互换使用，便于数字化升级。BLF861A场效应管放大器的输人和输出匹配网络中都含有由微带线构成的平衡／不平衡转换（因为BLF861A为推挽型对管，要求平衡输入／平衡输出，而通常功率传输都采用不平衡的电缆或微带，故需要转换）。分配器、合成器均采用吉赛尔电路微带或悬带结构和同向一次分配合成的方式，避免了多次合成的损耗大、结构复杂的缺点，此结构的插人损耗非常小；各功放端口之间具有隔离特性，隔离度均在26dB以上；结构紧凑，最大限度保证功率输出，并且一旦一路功率出现问题不影响功率的合成输出。输出端带通滤波器采用进口产品，对带外谐波进行抑制，确保带外非所需发射小，防止对其余频道的干扰。

2 系统运行可靠性分析

在全固态电视发射机的研发阶段，工程技术人员就充分考虑和利用了全固态功放的技术优势，从而使全固态电视发射机的系统性能得到了极大的提高，系统工作的可靠性有了显著的提高。对于全固态功放的基本电路及其功放模块，在并联运用时会具备较多的冗余性。基于此，用若干个独立结构的开关电源分别为几个功放模块供电，中间不再设置推动功放。如此，激励器的输出功率可直接分配给若干运行的功放模块，进行放大后合成并输出，功放电路的瓶颈可得以解除，从而显著地提高了系统的可靠性。此外，开关电源采用并联均流的供电方式，某个电源损坏后其对应的功放模块的电流均匀的分配给其他电源，不会影响功放的工作，除了功放这一关键部位，系统设计中力求使其余组成部分也具有冗余性质，从而使整个系统成为不会中断的连续工作的系统，其他需要做冗余设计的组成部分主要是激励器、风冷装置、控制电路和配电电路。如激励器可采用主备激励器热备份的方式，风冷装置可采用两部以上的风机分别冷却部分功放和电源，控制和配电电路也可以采用对各部分电路分别控制和供电的方式使其具有了并联性质。尽可能使某一环节发生故障时只影响局部而其余部分仍正常运行。

3 系统可维护性分析

由于阴极活性金属物质的不断消耗，电子管在正常使用情况下，使用年限往往是有限的。而全固态电视发射机由于元器件老化和寿命终了，放大管无需到期更换。全固态电视发射机具有极好的互换性，其功放模块和电源模块均采用单一形式的独立结构的标准化组件，发生故障时可以启用备用模块，使系统恢复正常，不需立即修理。全固态电视发射机在设计之初就综合考虑了多方面因素的影响，以提高系统的可维护性。如通过提高单个功放管的功放容量，以减少元器件的总数；采用优质元器件，以降低其工作强度。功放的高频电路通常采取了无调整化设计，以减少维护操作的复杂程序。如功放模块采用了大裕量设计，在多级的功放模块内设置预校正电路，减少整机的调整量，降低补偿要求；预校正电路在本功放模块遇见故障时发生作用，但不影响其他单元正常工作。功放模块内设置的异常告警和指示功能通常兼有集中指示和本地指示，便于进行故障定位。

4 运行条件分析

全固态电视发射机的运行条件可分为内部条件和外部条件。全固态电视发射机对运行条件要求并不高，但是其运行效果与运行条件关系极大。如果在全固态电视发射机运行过程中，充分重视其运行条件，能使其系统性能得到更为充分的发挥，从而极大地提高系统运行的可靠性，有效地降低故障发生率。

4.1 内部条件

内部条件主要是指发射机的电路设计、机械结构及系统配置，如增益控制电路、功率合成电路、风冷系统的风量、进出风通道、故障的自检、定位和保护等。如果以上功能能够设计合理、配置到位，发射机的运行可靠性就能得到极大的提高。对于发射机的内部条件，也就是自身的设计，实际中还存在不少问题。例如，有些厂家的发射机激励器采用了插件式结构，维护时将插件用转接板或转接线引出。这样做虽然能够方便维护和调整，但插件式的结构单体过多，使得激励器整体的机械结构过于庞大复杂。插件与插座之间为刚性接触，并且往往只有前面板的下端有一颗锁紧螺丝，插件受力不平衡，锁紧螺丝往往会出现应力集中。机器运行持续振动及多次维护调整往往会引起插件接触不良、锁紧螺丝滑丝或拧断等故障问题。此外，多个插件集中在一起，散热问题难以解决，因此，这种形式的激励器稳定性、可靠性较差。而且不少发射机的冷却系统设计也存在问题，如没有针对功放散热器设计有效的进风和出风通道；采用的轴流风扇虽然转速高、风速快，但风量却并不大，造成发射机的一大堆轴流风扇呼呼地转，进出风量却并不大，而且进风没有有效地对准散热器，产生的热风也没有顺畅的出路，结果散热器照样热得烫手，功放的损毁率居高不下。

4.2 外部条件

外部条件主要是指发射机房的温度、湿度、空气洁净度、供电是否正常、天馈系统的匹配程度、信号源是否稳定正常等等。外部条件对发射机的正常运行同样非常重要，需要注意的方面也是很多的。例如，由于进水等原因引起天馈系统驻波比劣化、反射功率增加，进而引起发射机保护或功放烧毁；空气中灰尘过多容易堵塞进风口的滤尘网，导致功放冷却风量不足。实践中，技术人员往往对机房的环境温度和湿度不能给予充分的重视，造成电视发射机出现不应有的故障，需要引起特别的关注。

5 结论

随着全固态电视发射机的广泛推广应用，技术人员需要不断学习、补充新的知识，以适应技术进步的要求，非此不能做好设备的日常维护工作。作为从事电视发射设备技术管理与维护的工程技术人员，不仅要在设备出现故障时能迅速准确地分析和判断故障发生原因，及时修复设备，更要从系统的角度全面把握设备的技术性能及其运行条件，并将对设备的认识充分体现在技术维护工作中，做实做细，力争使全固态电视发射机少出故障，尤其是少出大的故障，确保播放质量。

[1]潘忠奎.电视发射机的改造[J].西部广播电视，2005(7).

[2]尤振华.浅谈全固态电视发射机[J].电子天府，1996(2).

[3]王建亚.对全固态电视发射机性能及其运行条件的探讨[J].视听界(广播电视技术)，2007(1).

[4]王文珍.对R/S30kW全固态水冷电视发射机的性能分析[J].广播电视信息，2005(11).